JPH1064209A

JPH1064209A - トラック追従ループ信号を最適化する方法

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Publication number: JPH1064209A
Application number: JP9150810A
Authority: JP
Inventors: Boris N Martinez; ボリス・エヌ・マーティンズ
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 1998-03-06
Anticipated expiration: 2017-06-09
Also published as: EP0818775A1; US5708581A; JP3819114B2

Abstract

(57)【要約】【課題】サーボ・システム制御ループの不安定性を
回避し、トラッキングを改善する。【解決手段】トラック追従ループ信号は、異なったチャ
ネル・フィードフォーワード信号および異なったチャネ
ル・フィードバック信号を含む。一方のチャネルに関す
るフィードフォーワード・コサイン項は、その平均値を
求めるためにローパスフィルタに通される。あるステッ
プが、他方のチャネルに関するフィードフォーワード・
サイン項に与えられ、フィードフォーワード・コサイン
の応答が監視される。フィードフォーワード・コサイン
は、２つのチャネルの間にどれくらいの「クロストー
ク」があるか評価するために積分される。積分和が求め
られると、それは、チャネルに挿入されるサインおよび
コサイン項を調整するフィードバック要素として使用さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般にコンピュ
ータ・ディスク記憶技法に関し、特に、回転するディス
ク記憶装置の所望のトラック上における読取り/書込み
ヘッドの位置付けを制御するディスクドライブ・サーボ
・システムおよび方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスクドライブは、ヘッドおよ
びトラックの間のデータを読み取り、書き込むために、
ディスクドライブ表面のトラックの上で読取り/書込み
ヘッドを運ぶ支持アームを用いる。読取り/書込みヘッ
ドはまた、サーボ(トラック位置付け)情報を読み取る
「サーボ」ヘッドとしても使用されうる。支持アーム
は、サーボ・モーターによって作動する。閉ループ・サ
ーボ制御システムは、ディスクドライブ表面のトラック
上で支持アームおよび読取り/書込み/サーボ・ヘッドの
位置付けを調節する、サーボ・モーターの活動を制御す
る。サーボ制御システムは、サーボ・ヘッド(すなわち
サーボ情報を読み取るために使用される読取り/書込み
ヘッド)から参照信号を受け取り、ディスク表面上のサ
ーボ・ヘッド(および読取り/書込みヘッド)のオフトラ
ック・サーボ位置情報を示す。閉ループ・サーボ制御シ
ステムは、所望のトラックに関連してサーボ・ヘッドに
よって生成されるオフトラック位置情報に応じて、サー
ボ・モーターに信号を入力することにより、サーボ・ヘ
ッドの回転の位置付けを実現し、修正する。制御ループ
・システムは、ヘッドおよびトラックの間のオフトラッ
クまたは半径方向の変位を最小限にしようとする。

【０００３】ディスク表面のデータ・トラック上のヘッ
ドの位置付けを正確に制御するために、閉ループ・サー
ボ制御システムは、所望のサーボ情報のトラックに関す
るヘッドの位置付けを示す安定で制御された定常状態の
誤差信号を正確に生成する必要があり、ディスクの表面
から読み取るおよび書き込む一方で、動的にサーボ・モ
ーターの滑らかで正確な回転制御を可能にしなければな
らない。その上、タイミング信号は、ハードディスクが
典型的に既知の速度で回転するので、サーボ・ヘッドで
読み取られるサーボ情報によって提供されることがで
き、タイミングをとったり(choreographing)、サーボ・
システムおよび読取り/書込みシステムの両方のステー
タスを示すときに重要になる。

【０００４】ディスクドライブに関連する１つの問題
は、不完全な回転、振動、ランダムノイズ、および熱の
影響による、回転するハードディスクの水平方向の揺れ
である。「振れ(runout)」と呼ばれる主な問題は、円形
の記憶ディスクの中心が回転の最適の軸からわずかにず
れ、ディスクが水平方向に前後にずれることに起因す
る。振れによって生じる２つの重要な問題がある。回転
するディスク上にサーボ情報を書き込むとき、揺れは、
非円形トラックの情報を作り出し、読み取るのが難しく
なる。そのためサーボ制御ループは、追従する所望のデ
ータ・トラック上にサーボ/読取り/書込みヘッドを正確
に位置付けるため、サーボ・モーターの動きを指示する
とき、サーボ利得の変動が大きすぎると、動的に制御す
ることが困難になる。もう一つの問題は、予め記録され
たサーボ位置情報を含むディスクドライブが回転駆動さ
れるとき、操作の読取り/書込み段階の間にディスクの
別の揺れを起こし、制御システムは、しばしば非円形ト
ラックとしてすでに記録されている情報に追従すること
が困難になる。このように、振れは、読取り/書込みの
間に引き起こされ、ディスク表面に以前に記録されたサ
ーボ位置情報の非円形トラックとしてすでに現れている
振れに重ねられる。

【０００５】一般に、振れは、反復可能な振れまたは反
復可能でない振れとして分類される。反復可能でない振
れは、回転と同期せず、多様な非同期システムの不整合
性または機械的欠陥によって特徴づけられる。対照的
に、反復可能な振れは、回転と同期する、すなわちその
ディスクの１分あたりの回転数(RPM)の整数高調波(すな
わち120、240、360Hz等)に関連する振れである。反復可
能な振れは、サーボ・コードがディスクに書き込まれる
ときに特徴付けられ、ディスクの１回転の中の重要な振
れの発生の回数によって定義される。発生の回数は、
「ｎアラウンド(n-around)」成分として定義される。例
えば、「１アラウンド(once around)」の振れ(または揺
れ)は、１回転の間に重要な振れが１回起こることを示
す。一般に、「１アラウンド」は、傷があるまたはすり
切れたスピンドル/ベアリング構造に起因する。別の例
として、「８アラウンド(eight around)」は、１回転の
間に重要な振れが８回起こることを示す。「８アラウン
ド」は、あるタイプのスピンドル構造、例えば８極のモ
ーターと接続している場合に起こることがある。

【０００６】従来のサーボ・システムは、サーボ制御ル
ープ補償器および/またはナラー(nuller)を使用するこ
とを含む多様な方法によってトラッキングを改善してい
る。補償器およびナラーは、典型的にファームウェアで
実現される。一般に、補償器は、サーボ・システムに影
響を与える複数の信号周波数(反復可能な振れ、反復可
能でない振れ、ノイズ等によって引き起こされる信号
等)の合計の大きさおよび位相特性を成形することによ
って、所望のトラッキング応答を近似する。一方ナラー
は、識別される高調波に直接に関連する特定の信号周波
数、すなわちｎアラウンド成分(すなわち「１アラウン
ド」、「８アラウンド」等)を管理することによってト
ラッキングを改善する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のものが与えられ
ると、ループの信号の不安定性を防ぎ、正確なサーボ位
置付けを維持するために、サーボ・システム制御ループ
を監視し、制御することが続いて必要とされる。従っ
て、本発明の目的は、制御ループの不安定性を回避し、
トラッキングを改善するためにナラーを最適化するシス
テムおよび方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】好ましい実施例の本発明
の原則に従って、ディスクドライブ・トラック追従ルー
プ・サーボ・システムのｎアラウンドのナラー(nuller)
は、ナラーのフィードフォーワードの直交性(すなわち
そのチャネル間隔)を最大限にすることによって最適化
される。サインおよびコサイン項(信号)が、ｎアラウン
ド成分の振幅を減少させるためにトラック追従ループに
挿入され、異なったチャネル(信号)を生成する。そして
フーリエ総和(Fourier sum)が、計算される位相遅延変
数と関係して求められ、積分され、直交性を最大限に
し、不安定性を最小限にする適当なフィードバックを生
成する。具体的には、一方のチャネルのフィードフォー
ワード・コサイン項が、その平均値を求めるためにロー
パスフィルタに通される。そしてあるステップが、他方
のチャネルのフィードフォーワード・サイン項に与えら
れ、フィードフォーワード・コサインの応答が監視され
る。そしてフィードフォーワード・コサインは、２つの
チャネルの間にどれくらいの「クロストーク」があるか
評価するために積分される。積分和が求められると、そ
れは、チャネルに挿入されたサインおよびコサイン項を
調整するためのフィードバック要素として使用され、そ
れゆえフィードフォーワードの直交性を最大限にし、サ
ーボ・システムのナラーの不安定性を最小限にする。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、ナラー(nuller)信号を最
適化する本発明の手段および方法を具体化するディスク
ドライブ・サーボ・システムの高水準な概略ブロック図
である。回転可能に取り付けられるディスク(スタック)
10は、モーター12によって動力を供給され、一定のrpm
で駆動される。トランスデューサー(読取り/書込み/サ
ーボ・ヘッド)14は、サーボ・システム18により、隣接
するディスク10の表面上で様々な半径方向の位置に可動
アクチュエータ16によって位置付けられる。ここで説明
するこのようなサーボ・システムは、少なくとも、電力
増幅器22によって動力を供給されるモーター20を含む。
ヘッド14の位置は、記録されたトラックの中心に関し
て、そのトラックに記録されたサーボ・コードからヘッ
ドによって検出される。良く知られているように、その
ようなサーボ・コードは、各々のトラックの埋め込まれ
るまたはサンプリングされるサーボであるか、または専
用のサーボ・ディスク表面上のサーボ・コードでありえ
る。サーボ・モーター20は、ヘッド14、および通常、読
取り/書込み増幅器24、読取り増幅器およびフィルタ2
6、デジタル信号プロセッサ(digital signal processo
r、DSP)32、電力増幅器22を含むサーボ・ループの一部
である。

【００１０】デジタル信号プロセッサ(DSP)32は、読取
り/書込みのためにディスク10上でアクチュエータ16を
位置付けるサーボ・ループを制御する。従来技術で良く
知られているように、DSP32は、デジタル−アナログ変
換器(digital to analog converter、DAC)34、アナログ
−デジタル変換器(analog to digital converter、ADC)
35、補償器(compensator)28、ナラー(nuller)30を含
む。補償器28およびナラー30は、図をわかりやすく簡潔
にするために、分離したブロックとして示されている。
しかし当業者であれば、補償器およびナラーは、本発明
の好ましい実施例のように、典型的にはDSPによって実
行されるファームウェアで実現されることがすぐにわか
るであろう。

【００１１】DSPは、ある位置から別の位置へアクチュ
エータを移動させ、所望の位置にくると、その位置を維
持するように働く。これは、実際の位置を絶えず監視
し、それを所望の位置と比較し、サーボ・システム18を
制御するように修正値を書き込むことによって達成され
る。

【００１２】１つのヘッド14が特定のトラックの埋め込
まれたサーボ・コードおよびデータの両方を変換する(t
ransduce)するとき、システムは、サーボ・コード・セ
クタではトラック追従モードで、またデータ・セクタで
は読取り/書込みモードで機能する。このようなシステ
ムで、ホスト・コンピュータ36による情報の要求は、デ
ィスク・コントローラ38によりトラック識別およびトラ
ックセクタ信号に変形される。そのような要求が存在す
るとき、システムは、操作のシークモードで機能し、ヘ
ッド14を選ばれるトラックの中心に半径方向へ位置付
け、そのデータ・トラックの選ばれたセクタがヘッドの
下を通過するとき、データを読み取る/書き込む。この
終わりまで、DSP32は、読取り増幅器24およびフィルタ2
6からデータを受け取り、ディスク・コントローラ38と
双方向に連絡され、その結果データ・アドレス、コード
化されるデータ、読み出されるデータ、および読取り/
書込み制御は、それらの間を受け渡しされることができ
る。読み出されるデータは、ホスト・コンピュータによ
って要求されたデータとして、ディスク・コントローラ
38によってホスト・コンピュータ36に連絡される。デー
タがディスク上に書き込まれる場合、ホスト・コンピュ
ータからのそのようなデータは、ディスク・コントロー
ラ38によってディスク上のトラックおよびセクタ位置に
指示され、ヘッド14が選ばれるトラックの指示されたセ
クタにあるとき、DSP32に転送され、読取り/書込み増幅
器24を通してヘッド14に連絡される。

【００１３】任意のディスク記録および再生システム
で、ディスク10上のトランスデューサー14の半径方向の
位置を制御するサーボ・システムの目的は、予め定義さ
れたトラック中心の上にトランスデューサー14を保つこ
とである。これは、図示されるディスクドライブ・シス
テムで、ディスクが回転するとき、トランスデューサー
14がディスク10の表面のトラックから位置情報を読むに
伴って行われる。この位置情報は、位置誤差信号Yを展
開するために使用される。誤差信号は、ADC35を介して
デジタル信号に変換され、所望の位置参照信号Y_REFと合
計され(40)、(DSP32の)補償器28およびナラー30を通し
て(信号X(n)として)フィードバックされ、そして合計さ
れ(42)、フィードフォワード信号としてDAC34を通して
サーボ・フィードバック・ループに与えられ、サーボ・
システム18を制御し、誤差を減少させる方向にトランス
デューサー14を移動させる。したがって、操作のトラッ
ク追従モードの間、サーボ・システムに関するフィード
バック・ループは、トラック位置誤差信号Yに応答し、
すべての修正は、トランスデューサーをトラック中心位
置に本質的に維持するために、位置誤差の大きさを減少
させようとする。

【００１４】ここまで説明したシステムは、従来のもの
である。しかし本発明は、ナラー30と関連して用いられ
る。具体的には、ナラー30は、ナラーの不安定性を最小
限にする手段および方法を提供する。

【００１５】ここで図２を参照して、概略ブロック図
は、(図１の)ナラー30と関係するサーボ制御ループの代
表的な部分を示す。しかし、図２は、説明を分かりやす
くするためにアナログ・コンテクスト(context)でナラ
ー30を表す。すべての図の同様の成分は、同じ参照番号
をもつ。(異なったチャネル信号として識別される)サイ
ン項50およびコサイン項52は、フィードフォーワード信
号として、ｎアラウンド成分信号の振幅を識別し、減少
させるためにトラック追従ループ(サーボ制御ループ)に
挿入される。それぞれの項は、次のように表される。

【００１６】

【数１】ζ₁ = A x sin(ωt) ζ₂ = B x cos(ωt)

【００１７】ここで、ζ₁およびζ₂は、それぞれ結果の
信号であり、Aは、ナラーのチャネル出力信号Y₁(後にさ
らに定義される)から得られるフィードフォーワード・
サイン信号(FeedForSin)であり、Bは、ナラーのチャネ
ル出力信号Y₂(後にさらに定義される)から得られるフィ
ードフォーワード・コサイン信号(FeedForCos)であり、
ω(オメガ)は角振動数であり、tは時間である。

【００１８】ぞれぞれの項は、補償器28からの結果の信
号と合計される(42)。サーボ・システムのその他の部分
54は、これらの成分に対してある大きさMおよび位相θ
(シータ)を与え、ナラー30でフィードバック信号X(t)を
作り出す。信号X(t)が、このように定義されるのは、前
述したように図２でアナログ類似が扱われているからで
ある。しかし、一般にX(t)は、デジタル・コンテクスト
の図１の信号X(n)に等しい。Mは、角度-θ(または+θ)
にあり、Mおよびθは、ナラー30によって見られるよう
なサーボ・ループの変換関数に等しい。そしてフーリエ
総和が、ｎアラウンド(n-around)周波数のX(t)から求め
られ(60、62)、積分されて(56、58)、適当なナラー出力
Y₁およびY₂を生成する。信号Y₁は、サーボ・ループを通
して、FeedForSin要素A(50に示される)として処理さ
れ、Y₂は、FeedForCos要素B(52に示される)として処理
される。ｎアラウンド周波数で「フーリエ総和」を求め
ることは、ｎアラウンド成分(周波数)のサインおよびコ
サイン係数を得ることにつながる。このフーリエ総和
は、信号X(t)に次式を乗じることにより、図２のアナロ
グ表記でそれぞれ60、62に表される。

【００１９】

【数２】sin(ωt+α) および cos(ωt+α)

【００２０】αは、本発明に重要な位相遅延信号であ
り、後述されるステップによって決定される。ここで、
α= 0と仮定する。

【００２１】ナラー30の不安定なふるまいを数学的に説
明するために、変換関数は、ζ₁からY₁、およびζ₂から
Y₂に以下のように導かれる。

【００２２】

【数３】

【００２３】システムのダイナミックスがθ=90度であ
る場合、方程式(1)および(2)は次式のように変えられる
ことができる。

【００２４】

【数４】

【００２５】積分が、ｎアラウンド周波数の１周期で行
われる場合、方程式(3)および(4)は、次のように求めら
れる。

【００２６】

【数５】

【００２７】再び図２を参照して、AおよびY₁の間には
線形関係があることに留意されたい。しかし、方程式
(5)および(6)は、システムが制御不可能であり、線形で
ないことを明らかにする。すなわちAの変化は、Y₁に直
接に影響を及ぼさず、Bの変化は、Y₂に直接に影響を及
ぼさない。むしろAの変化は、Y₂への「クロストーク」
の影響を及ぼし、Bの変化は、Y₁へのクロストークの影
響を及ぼす。同様の結果が、θ=270度のときに起こる。
この「クロストーク」は、システムがなぜそれらの遅れ
(lag)項で安定性の問題を持つか説明する。

【００２８】本発明は、フィードフォーワード・チャネ
ルの間隔(直交性)を最大限にする、すなわち互いの信号
の独立を最大限にすることによって、これらの不安定性
の問題を解決する。より具体的にいうと、本発明は、Y₁
およびY₂が、それぞれζ₁およびζ₂の変化に関連して直
交に(別々に、独立して)応答することを余儀なくされる
位相遅延αの値を決定する方法である。言い換えると、
決定される値αの場合、Aでのフィードフォーワード信
号の変化は、Y₁にのみ影響を及ぼし、Bでのフィードフ
ォーワード信号の変化は、Y₂にのみ影響を及ぼすもので
あり、それによって、クロストークおよび不安定性の問
題を最小限にする。

【００２９】直交性の必要は、本発明によって提供され
る解法にヒントを与える。具体的には、Aに変化がなさ
れ、Y₂がその平衡点から乱される場合、この変化が最小
限にされるようにαを調整することが望まれる。このコ
ンテクストにおいて、α(またはαが信号挿入のために
使用される方程式)は、フィードバック信号を修正する
「適応」信号値を表す。従って本発明は、フィードフォ
ーワード・サイン50およびフィードフォーワード・コサ
イン52の項を直交させるために、(位相遅延または「適
応」信号αを修正することによって)フィードバック修
正60および62の位相を適応させる。

【００３０】説明を分かりやすくするために、ここでは
フィードフォーワード・サイン信号の位相を適応させ、
フィードフォーワード・コサイン信号の応答を監視する
ことに言及する。しかし、フィードフォーワード・サイ
ン信号の応答を監視しながら、フィードフォーワード・
コサイン信号を適応させうることも同様に明らかであ
る。

【００３１】ここで図３を参照して、フローチャート
は、サーボ・システムのナラーでフィードフォーワード
の直交性を最大限にする本発明の好ましい方法を示す。
最初に、ナラー・データが利用可能であることが確認さ
れなければならばい(100)。具体的には、トラックは位
置(サーボ)データおよびユーザー・データから成りえ
る。サーボ・データに関して、例えば、ある従来のディ
スクドライブに６８サーボ位置サンプルを与えることは
特別なことではない。従って各６８サンプルのあと、
(ここではデジタル・コンテクストの)フーリエ総和は、
有効なナラー・データが利用可能であることを示す前の
回転の特定のｎアラウンド周波数で計算されうる。サン
プルは、例えばカウンタを用いて容易に監視される。こ
のように、カウンタがディスク回転が起きたことを示す
とき、データは利用可能である。そうでない場合、サー
ボに関連した他の正常なタスクが実施され(105)、慣例
的に起きるようにサーボ・システム・トラッキングを適
切に維持する。

【００３２】ナラー・データが利用可能である場合、次
のステップ110は、平均値(AvgFeedForCos)を求めるため
にFeedForCosをローパスフィルタに通す。フィルタ(11
5)は、次のように表される。

【００３３】

【数６】AvgFeedForCos =LowPasscoeff1 x AvgFeedForC
os ＋ LowPassCoeffO x FeedForCos

【００３４】ここでLowPassCoeff1は、ローパスフィル
タのｄｃ利得が１であるように、次のように選択され
る。

【００３５】

【数７】LowPassCoeff1 = 7/8 および LowPassCoeff0 = 1/8

【００３６】ローパスフィルタが完了すると、FeedForS
inをStepValueに設定することによって(すなわちフィー
ドフォーワード・サイン方程式のAの値を変えることに
よって)ステップ値がFeedForSinに与えられ(120、12
5)、それを定常状態値に戻す。StepValueは、信号に重
要な影響を生じるように任意に選ばれる。それからFeed
ForCosのステップ応答が、監視される。

【００３７】ここで、ステップ応答(FeedForCos)は、２
つのチャネルの間にどれくらい「クロストーク」がある
か評価するために積分される(130、135)。しかし偏位を
取り除くために、最初に平均値が減算される。このプロ
セスを説明する(デジタル・コンテクストでの)方程式
は、次の通りである。

【００３８】

【数８】

【００３９】時間カウンタが、実際の積分時間を監視
し、過剰なプロセスを避けるために確立される。

【００４０】IntegralSumが求められると、それは、α
を調整するためのフィードバック要素として使用され
る。このように、α=位相遅延= PhaseDelay(n)とすれ
ば、新しい位相遅延PhaseDelay(n＋1)は、次のように計
算される(145)。

【００４１】

【数９】PhaseDelay(n＋1) = PhaseDelay(n) ＋ Adapti
onGain x IntegralSum＋1/2 LSB

【００４２】ここでAdaptionGainは、収束率(すなわち
繰り返しの数)を最終的なPhaseDelay値に調整する設計
パラメータ定数である。定数は、収束が、時間を浪費し
ないように十分に速く、また不安定性を回避するように
速すぎないように決定される。LSBは、最下位ビット(le
ast significant bit)である(1/2 LSBは結果の値の端数
を切り上げるために使用される)。本質的に、適応は、
正しい位相値αを求めるために積分器を使用する。さら
にPhaseDelayは、ディスクドライブのサーボ位置サンプ
ルの所与の範囲内にある数である。例えばサーボ位置サ
ンプルの数が６８である場合、PhaseDelayもまたその範
囲内にある。

【００４３】最後に、IntegralSumがすでに定義された
誤差限界(閾値)より小さい、またはそれに等しいときを
検証して調べ(150)、それによって直交性が最大限にさ
れ、サーボ・システムのナラーの不安定性が最小限にさ
れることを示す。また誤差限界の閾値は、直交性を最大
限にするプロセスの完了を示す設計パラメータ定数(ま
たは範囲)である。

【００４４】ここで図４および図５を参照して、図４
は、多様な挿入される位相値で積分される誤差の値を示
すグラフであり、図５は、多様な繰り返しでFeedForCos
応答信号を示すグラフである。これらの２つのグラフ
は、本発明の方法を示す。具体的には、図５のIteratio
n(Iter)1は、FeedForSinのステップ入力について、Feed
ForCosに大きい応答があることを示す。これはまた、図
３のIntegralSum(位相48)でも明らかである。しかし明
らかにわかるように、ナラー・システムは、繰り返し４
で調整され、IntegralSumは、PhaseDelay=64(64は、こ
の例の68の可能な位置サンプルの範囲内の数である)の
とき無視できるものである。

【００４５】最後に、当業者には、多数のファームウェ
ア・コードの実施例が、本発明のナラーを達成するため
に利用されうることは明らかであるが、以下に、Ti C25
DSPAssembly Languageで実施される一つの好ましい例
を示す。

【００４６】

【表１】 ;(c)Copyright 1996 ヒューレット・パッカード社 ; ; ;このサブルーチンは、FeedForSinおよびFeedForCosを直交させるために、フィ ;ードフォワード修正の位相を適応させる。 ;トラックは、位置(サーボ)およびユーザー・データから成る。この特定のドラ ;イブ実現について、６８の位置サンプルが与えられる。したがって、６８のサ ;ンプル毎に、前の回転についてフーリエ総和を計算することができる。SampleC ;ounLは、０から６７までの範囲のカウンタである。SampleCountLが進むとき、 ;有効なナラー・データは、利用可能である。 ; ;アルゴリズムは、SampleCountLがゼロであるかどうか見て確認することによっ ;て始まる。そうでない場合、すべきものは残っていないので、先に進み、適切 ;にサーボ・システム・トラッキングを維持するために要求される他の必要なタ ;スクを実行する。 AdaptFeedFor LAC SampleCountL ;１回転につき１回だけ更新する BNZ EndAdaption BIT BitFlags,15-AverageLBit ;FeedForCosの平均値を得るべき ;か BBNZ NoLowPass ;、位相を適応させるべきか見て ;調べる。 ;FeedForCosは、その平均値を求めるためにローパスフィルタに通される。フィ ;ルタは、次の方程式によってｚ領域(domain)で表される。 ; ; AvgFeedForCos = ; LowPassCoeff1 x AvgFeedForCos ＋ LowPassCoeff0 x FeedForCos ; ;LowPassCoeff1は、ローパスフィルタのｄｃ利得が１であるように、次のように ;選ばれる。 ; ; LowPassCoeff1 = 7/8 Q0 ; LowPassCoeff0 = 1/8 Q0 LT AvgFeedForCos ;Q0 MPY LowPassCoeff1 ;Q15 PAC ;Q15 APAC ;LowPassCoeff1 x AvgFeedForCos Q16 ADD FeedForCos2,13 ;1/8 x FeedForCos Q16 SACH AvgFeedForCos ;Q0 ZAC SACL Counter ;カウンタを初期化する SACL IntegralSum ;積分器を初期化する ;AverageLBitがアサートを外される(deasserted)とき、適応の繰り返しが行われ ;るように、StepLBitおよびIntegrateLBitをアサートする。 ZALS BitFlags ANDK 0FFFFH-StepLMsk-IntegrateLMsk SACL BitFlags B EndAdaption NoLowPass ;StepLBitがアサートされる場合、FeedForSinにステップを挿入する。これは、 ;FeedForSinをStepValueに設定し、それを定常状態値を戻すことによって行われ ;る。 BIT BitFlags,15-StepLBit ;ステップが、挿入されるべきか？ BBNZ NoStep LAC StepValue ;ステップを挿入する SACL FeedForSin LAC Numb1,StepLBit ;１つのステップのみが各々の適応の ADDS BitFlags ;繰り返しについて行われるように、 SACL BitFlags ;StepLBitを偽に設定する。 B EndAdaption NoStep ;ここにくるとき、FeedForCosのステップ応答を積分する処理が行われるか、測 ;定が行われるかのいずれかである。 BIT HidnBitFlags,15-IntegrateLBit ;積分ステップが行われる BBNZ EndAdaption ;べきか？ ;ここで、ステップ応答が積分される。最初に平均値が、偏位を取り除くために ;減算される。このプロセスを記述する方程式は次のように表される。 ; ZALH FeedForCos ;積分をする前に、ステップ応答から平均 SUBH AvgFeedForCos ;値を減じる。 ADDH IntegralSum ;累積和を行うことにより、積分を行う SACH IntegralSum LAC TimeCounter ;積分カウンタをインクリメントする ADD Numb1 SACL TimeCounter LAC TimeCounter ;積分時間が超過しているか見て確認する SUBK IntegrationTime ;。 BLZ EndAdaption ;適応は、正しい位相値を求めるために積分器を使用する。この特定の実施例で ;は、位相(PhaseDelay)は、0と67の間の数である。0-33の範囲の値は、進み ;(lead)項を表し、値34-67は、遅れ(lag)項を表す。適応方程式は以下の通りで ;ある。 ; PhaseDelay = PhaseDelay ＋ AdaptionGain × IntegralSum ＋ 1/2 LSB ZALH PhaseDelay ;適応計算を行う LT IntegralSum MPY AdaptionGain APAC ADD Numb1,15 ;.5 LSBを加算する SACH PhaseDelay ;新しく得られる位相値 BLZ NegPhase LAC PhaseDelay ;位相が67より大きいかどうか見て確 SUBK 67 ;認する。 BLEZ PhaseOK SACL PhaseDelay ;0と67の間の数であるように、位相を B PhaseOK ;固定する。 NegPhase LAC PhaseDelay ;位相が負である場合、0と67の間の数 ADDK68 ;になるようそれを折り返す。 SACL PhaseDelay PhaseOK LAC Numb1,IntegrateLBit ;積分プロセスを禁止し、次の適応繰 ADDS BitFlags ;り返しを待つ。 SACL BitFlags EndAdaption RET ;ファイルの終り

【００４７】要するに上述されたものは、ナラーでフィ
ードフォーワードの直交性を最大限にすることにより、
ディスクドライブ・トラック追従ループ・サーボ・シス
テムでナラーを最適化する手段および方法の好ましい実
施例である。

【００４８】本発明は例として次の実施態様を含む。（１）ディスクドライブ・サーボ・システム(18)で、異
なったチャネル・フィードフォーワード信号(50、52)お
よび異なったチャネル・フィードバック信号(60、62)を
含むトラック追従ループ信号を最適化する方法であっ
て、(a)異なったチャネル・フィードフォーワード信号
(50、52)の一方にステップ信号を挿入するステップ(12
0)と、(b)ステップ信号の挿入に応じて異なったチャネ
ル・フィードフォーワード信号の他方によって生成され
る応答信号を監視するステップと(130)、(c)応答信号が
所定の閾値レベルを越えるとき、(i)それぞれのチャネ
ル・フィードフォーワード信号(50、52)を修正し、次に
ステップ信号を挿入するときに次の応答信号を減少させ
る出力信号を生成するために、適応信号(60、62)を異な
ったチャネル・フィードバック信号に挿入するステップ
と、(ii)応答信号が所定の閾値レベル内であることが監
視されるまで、必要に応じて、修正される適応信号を用
いて(a)から(c)のステップを繰り返すステップと、を含
む、上記方法。

【００４９】（２）ディスクドライブ・サーボ・システ
ムのサーボループで、異なったフィードフォーワード信
号および異なったチャネル・フィードバック信号を含む
トラック追従ループ信号について、ｎアラウンドのナラ
ーを最適化する方法であって、(a)異なったチャネル・
フィードフォーワード信号(50、52)の一方にステップ信
号を挿入し(120)、それによって応答信号が、異なった
チャネル・フィードフォーワード信号の他方により生成
されるステップと、(b)それぞれのチャネル・フィード
フォーワード信号を修正するための出力信号(Y₁、Y₂)を
生成するために、所定の位相遅延信号に関係して異なっ
たチャネル・フィードバック信号(60、62)の各々につい
てフーリエ総和をもたらすステップと、(c)異なったチ
ャネル・フィードフォーワード信号の間隔の量を決定す
るために、積分和を生成するように応答信号を積分する
ステップ(130)と、(d)異なったチャネル・フィードフォ
ーワード信号の間隔の量が、所定の閾値レベルに関連し
て不十分であるとき、(i)異なったチャネル・フィード
フォーワード信号の間隔の量を増やすために、修正され
る位相遅延信号を決定するステップ(135、145)と、(ii)
異なったチャネル・フィードフォーワード信号の間隔が
最適化され、ナラーの不安定性が最小限にされることを
を示す閾値が達成されるまで、修正される位相遅延信号
を用いて、必要に応じて(a)から(d)のステップを繰り返
すステップと、を含む上記方法。

【００５０】（３）ステップ信号を挿入するステップ
が、それぞれのチャネル・フィードバック信号の一方の
出力(Y₁、Y₂)を修正する、上記(1)または(2)の方法。（４）異なったチャネル・フィードフォーワード信号の
一方が、A x sin(ωt)で表され、他方は、B x cos(ωt)
で表され、ここでAおよびBは、それぞれのチャネル・フ
ィードバック信号の出力信号(Y₁、Y₂)であり、ωは、そ
れぞれのチャネル信号の角振動数であり、tは、時間で
ある、上記(1)または上記(2)の方法。

【００５１】（５）適応信号が、チャネル信号の一方に
ついてsin(ωt＋α)によって表され、チャネル信号の他
方についてcos(ωt＋α)によって表され、ここでωは、
それぞれのチャネル信号の角振動数であり、tは、時間
であり、αは、位相遅延信号であるか、またはαは、修
正される適応信号を用いてステップを繰り返す場合、修
正される位相遅延信号である、上記(1)の方法。（６）応答信号を監視するステップが、異なったチャネ
ル信号の間のクロストークの量を決定するための積分和
を生成する(135)ように、応答信号を積分する(130)こと
を含む、上記(5)の方法。

【００５２】（７）修正される位相遅延信号が、次の方
程式によって決定され(145)、

【数１０】PhaseDelay(n＋1) = PhaseDelay(n) ＋ Adap
tionGain x IntegralSum ＋ 1/2LSB ここでPhaseDelay(n＋1)は、修正される位相遅延信号で
あり、PhaseDelay(n)は、前の位相遅延信号であり、Ada
ptionGainは、異なったチャネル・フィードフォーワー
ド信号の収束率を最終の位相遅延の値に調整するための
設計パラメータ定数であり、Integralsumは、積分和の
値であり、LSBは丸めるための最下位ビットである、上
記(6)の方法。

【００５３】（８）所定の閾値レベルは、異なったチャ
ネル・フィードフォーワード信号の信号の間隔が、トラ
ック追従ループ信号の不安定性を最小限にするために最
大限にされるときを表す値である、上記(1)または(2)の
方法。

【００５４】（９）フーリエ総和が、それぞれのチャネ
ル・フィードバック信号の一方にsin(ωt+α)によって
表される信号を、それぞれのチャネル・フィードバック
信号の他方にcos(ωt+α)によって表される信号を挿入
することによってもたらされ、ここでωは、それぞれの
チャネル信号の角振動数であり、tは時間であり、αは
位相遅延信号であるか、あるいはαは、修正される位相
遅延信号を用いてステップを繰り返す場合、修正される
位相遅延信号である、上記(2)の方法。

【００５５】（１０）修正される位相遅延信号は、次の
方程式によって決定され、

【数１１】PhaseDelay(n＋1) = PhaseDelay(n) + Adapt
ionGain x IntegralSum + 1/2LSB ここでPhaseDelay(n＋1)は修正される位相遅延信号であ
り、PhaseDelay(n)は前の位相遅延信号であり、Adaptio
nGainは、異なったチャネル・フィードフォーワード信
号の収束率を最終の位相遅延の値に調整するための設計
パラメータ定数であり、IntegralSumは積分和の値であ
り、LSBは丸めるための最下位ビットである、上記(9)の
方法。

【００５６】

【発明の効果】本発明によると、サーボ・システム制御
ループの不安定性を回避し、トラッキングを改善するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のナラー最適化手段および方法を具体化
するディスクドライブ・サーボ・システムの高水準な概
略ブロック図。

【図２】アナログ形式で示される、本発明を具体化する
ナラーのブロック図。

【図３】発明の好ましい方法を示すフローチャート。

【図４】多様な挿入される位相値で積分される誤差の数
を示すグラフ。

【図５】多様な繰り返しのFeedForCos応答信号を示すグ
ラフ。

【符号の説明】

１０ディスク１４トランスデューサー１６可動アクチュエータ１８サーボ・システム２８補償器３０ナラー(nuller) ３４デジタル-アナログ変換器３５アナログ-デジタル変換器３６ホスト・コンピュータ３８ディスク・コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスクドライブ・サーボ・システムで、
異なったチャネル・フィードフォーワード信号および異
なったチャネル・フィードバック信号を含むトラック追
従ループ信号を最適化する方法であって、異なったチャネル・フィードフォーワード信号の一方に
ステップ信号を挿入するステップと、ステップ信号の挿入に応じて異なったチャネル・フィー
ドフォーワード信号の他方によって生成される応答信号
を監視するステップと、応答信号が所定の閾値レベルを越えるとき、それぞれの
チャネル・フィードフォーワード信号を修正し、次にス
テップ信号を挿入するときに次の応答信号を減少させる
出力信号を生成するように、異なったチャネル・フィー
ドバック信号に適応信号を挿入するステップと、を含
み、応答信号が所定の閾値レベル内であることが監視さ
れるまで、修正される適応信号を用いて、必要に応じて
上記ステップを繰り返す、上記トラック追従ループ信号
を最適化する方法。